国家自然科学基金(40471125)
- 作品数：16 被引量：376H指数：12
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- 相关机构：中国科学院中国科学院研究生院更多>>
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- 相关领域：农业科学更多>>
- 坡耕地黑土剖面有机碳的分布和δ^(13)C值研究被引量：25
- 2005年
- 以一东北黑土典型漫岗坡耕地为研究对象,通过测定不同地形部位(坡顶、坡肩、坡背、坡脚和坡足)部分土壤属性和δ13C值,探索土壤侵蚀和沉积对土壤有机碳(SOC)动态的影响。结果表明:表层土壤δ13C值与地形坡度、土壤粘粒含量、土壤含水量、pH值都显著相关。δ13C在土壤剖面中随深度变化,能够反映作物残体输入和土壤累积特征,有助于鉴定原始埋藏土壤表层。侵蚀部位土壤δ13C值与SOC含量线性拟合的倾斜角β与地形坡度成正相关,与粘粒含量成负相关,是反映SOC周转的一个良好指标。坡肩和坡背C3-C显著低于坡顶(对照点),C4-C含量无显著性差异,说明不同侵蚀程度的地形部位SOC含量差异主要是由C3-C引起;坡脚和坡足C4-C显著低于坡肩和坡背,说明沉积区新碳损失更大。
- 方华军杨学明张晓平梁爱珍
- 关键词：稳定性碳同位素土壤有机碳坡耕地
- 东北黑土水稳性团聚体及其结合碳分布特征被引量：30
- 2008年
- 以东北黑土区32对自然和耕作黑土为研究对象,对比研究了两种土壤水稳性团聚体及其结合碳的分布特征.结果表明:自然土壤0～30cm水稳性大团聚体(>0.25mm)质量分数及其结合碳均高于微团聚体;随着土层深度的增加,大团聚体及其结合碳逐渐降低,而微团聚体(<0.25mm)及其结合碳显著增加(P<0.01).耕作土壤团聚体分布特征与自然土壤相反,与自然土壤相比,耕作土壤大团聚体数量及其结合碳急剧降低,且>1mm的大团聚体降低幅度远大于其他粒级团聚体.自然土壤大团聚体质量分数与土壤有机碳(SOC)存在明显的正相关关系(P<0.01),尤其是>1mm大团聚体;耕作土壤>1mm大团聚体质量分数与土壤总SOC相关不显著;自然与耕作土壤总SOC与各级团聚体结合碳呈极显著正相关(P<0.01).与自然土壤相比,耕作土壤大团聚体结合碳明显降低,而微团聚体结合碳增加了37.1%,总SOC含量下降了29.5%,表明大团聚体在总SOC变化中起主要作用.水稳性大团聚体对管理措施响应迅速,可以作为评价农业管理措施转变对土壤肥力和土壤质量影响的指标.
- 梁爱珍张晓平申艳李文凤杨学明
- 关键词：水稳性团聚体黑土
- 坡耕地土壤有机碳再分布特征及其迁移累积平衡被引量：8
- 2005年
- 利用137Cs和飞灰示踪技术,研究坡耕地黑土近50年和近100年来土壤再分布过程,计算坡耕地土壤有机碳(SOC)迁移和累积平衡。结果表明:利用SOC的深度分布特征鉴定坡脚和坡足原始埋藏土壤的表面分别位于地表下70和80cm,其埋藏层的SOC含量分别比与其接壤的上覆土层SOC含量高5.2和0.4gkg。坡顶、坡肩和坡背均遭受侵蚀,年平均侵蚀的土壤厚度为0.2、5.0和2.2mmyr。坡脚和坡足部位飞灰到达的深度分别为70和80cm,与埋藏层表面相吻合。坡脚飞灰出现于埋藏A层之中,表明沉积区在蒸汽机车开始使用前已被开垦为农田(或已有侵蚀和堆积发生)。根据137Cs和飞灰分布深度构建了不同年代的坡型,结果表明侵蚀部位剥蚀的土壤多堆积在坡脚和坡足,且搬运的土壤物质先累积于坡脚,随着景观坡度变缓,土壤累积逐渐向坡足过渡。研究区(1m宽)坡顶、坡肩和坡背近百年来由于土壤侵蚀共失去683kgSOC,其中60%(418kgSOC)沉积在坡脚和坡足等低洼部位,其中有257kgSOC是近50年累积的。
- 方华军杨学明张晓平梁爱珍
- 关键词：土壤有机碳坡耕地^137CS土壤厚度表面相研究区
- 土壤粗有机质的研究进展被引量：9
- 2006年
- 土壤粗有机质是土壤中较为活跃的组分,其密度组分对土壤有机质总矿化量有着重要贡献,可以作为评价管理措施转变引起土壤有机质短期变化的敏感性指标。分别介绍了按照不同的物理分组方法划分的土壤有机质各物理组分的概念、土壤粗有机质及其分离方法,探讨了影响土壤粗有机质数量的主要因素(管理措施、土地利用方式、土壤质地和气候条件)和当前在研究土壤粗有机质过程中存在的问题:(1)各影响因素引起的土壤有机质变化的机制还不确定;(2)土壤粗有机质的分离方法还有待深入研究;(3)粗有机质对土壤有机氮矿化的贡献认识还存在分歧。指出探求更好的土壤粗有机质的分离方法和粗有机质对各影响因素的响应机制,揭示土壤粗有机质对土壤氮矿化的贡献是今后的主要研究方向。
- 梁爱珍张晓平杨学明方华军
- 关键词：影响因素
- 坡耕地黑土有机碳空间异质性及其格局被引量：25
- 2005年
- 在250m×100m研究区域上以10cm间隔网格采样,用地球同步技术卫星自动聚焦水准仪测定采样点位置及坡度,用重铬酸钾—硫酸容量法测定SOC含量。用地统计学理论(半方差函数及Kriging插值)对SOC数据进行分析,结果表明坡耕地SOC在不同方向上存在很大的空间异质性。不同土层SOC的空间相关性存在很大的差异,随着土壤深度增加空间相关性减弱,主要原因是土壤发生因素,尤其是地形因素起着决定性作用。施肥,纵向打垄及耕翻等土壤管理方式降低了SOC空间的相关性,使其随机性增强,SOC呈均一化方向发展。用克立格(Kriging)插值法绘制坡耕地SOC含量分布图,发现SOC含量与地形及土壤发生过程尤其是土壤再分布过程密切相关。坡肩部位侵蚀最为严重,SOC含量最低;坡度相似的坡顶和坡背SOC含量相近。就整个研究区来看,高含量的SOC转变为中等含量和低含量的SOC,充分揭示SOC在量上的变化机理。
- 方华军杨学明张晓平梁爱珍
- 关键词：土壤有机碳半方差函数克立格插值黑土
- 耕作方式对耕层黑土有机碳库储量的短期影响被引量：92
- 2006年
- 目的探索不同耕作方式对耕层黑土有机碳含量的影响。方法以2001年秋在吉林省德惠市中层黑土上进行了3年的田间定位试验小区土壤为研究对象,对免耕、垄作和秋翻3种耕作处理下耕层土壤有机碳的动态变化进行了分析,并采用等深度和等质量土壤碳库储量计算方法,比较了不同耕作处理对耕层土壤有机碳库储量的影响。结果不同耕作处理对黑土耕层有机碳的影响无显著性差异,而且免耕处理在短期内没有引起耕层土壤有机碳含量的明显增加,反而有所降低。与2001年试验开始时相比,3年免耕管理使表层0～5cm土壤有机碳含量仅增加了0.18%,而5～20cm土层有机碳含量则明显降低。利用等深度(0～30cm)和等质量(4040Mg)土壤碳库储量计算方法对比研究表明,将土壤容重考虑在内的等质量土壤有机碳库储量计算方法可以更准确的反映耕作对土壤有机碳库储量的影响。等质量方法计算表明,3年的免耕试验并没有使耕层土壤有机碳库储量发生明显变化。结论在质地粘重和排水不良的土壤上实行免耕,短期内土壤有机碳含量并没有增加。长期效果如何还有待观测。
- 梁爱珍张晓平杨学明C.F.Drury
- 关键词：耕作土壤有机碳黑土
- 免耕对黑土蚯蚓数量和土壤密度的影响被引量：18
- 2007年
- 以自2001年秋在吉林省德惠市中层黑土上进行的耕作定位试验小区为研究对象,对比免耕和常规耕作对东北黑土蚯蚓数量和土壤密度的影响。试验设计为裂区随机区组设计(免耕和常规秋翻两个处理),4个区组,种植作物为玉米和大豆。在玉米6叶期和8月末或9月初两次测定蚯蚓数量,土壤密度秋收后测定。采用SAS软件对2004~2006年的蚯蚓数量和土壤密度进行方差分析。试验结果表明,耕作方式、作物类型和采样时间对蚯蚓数量的影响较大,均达显著差异(P<0.05)。免耕处理的蚯蚓数量是秋翻处理蚯蚓数量的2.4倍,种植大豆的蚯蚓数量是种植玉米蚯蚓数量的1.6倍,第1次的蚯蚓数量是第2次蚯蚓数量的1.9倍。耕作方式和作物类型对土壤密度没有显著影响。虽然免耕处理使5cm^10cm的土壤密度略有增加,但免耕的土壤密度与秋翻的土壤密度相比,并无显著差异。因此,同常规秋翻相比,免耕明显增加土壤中的蚯蚓数量,而且不会引起土壤的板结。图1,表3,参32。
- 李文凤张晓平梁爱珍申艳方华军杨学明
- 关键词：免耕黑土蚯蚓
- 黑土坡耕地侵蚀和沉积对物理性组分有机碳积累与损耗的影响被引量：19
- 2007年
- 以侵蚀和沉积过程明显的黑土坡耕地为研究对象,通过测定不同地形部位表层和典型剖面土壤不同粒级的水稳性团聚体、颗粒态有机碳(POC)以及团聚体结合态有机碳含量,探讨土壤侵蚀和沉积对土壤有机碳(SOC)损失、迁移和累积过程的影响。研究结果表明:上坡三个侵蚀部位表层土壤大团聚体、矿质结合态有机碳(MOC)以及团聚体结合态有机碳含量随侵蚀速率增加而减小;沉积部位(尤其是坡脚)POC含量和POC/SOC较低,而MOC含量和MOC/SOC较高。始终处于沉积状态的坡脚部位,各粒级有机碳组分的深度分布均表现出土壤累积和埋藏特征,并随着粒级的减小累积现象趋于明显。上述结果反映了土壤侵蚀优先使与细颗粒和微团聚体结合的SOC迁移流失,并在低洼的沉积区累积;埋藏层中的侵蚀物质(如微团聚体、颗粒态有机质)通过深埋作用和重新团聚作用形成稳定的大团聚体,最终促进SOC的固定。
- 方华军杨学明张晓平梁爱珍申艳
- 关键词：土壤侵蚀水稳性团聚体颗粒态有机碳黑土
- 中层黑土不同耕作方式下玉米和大豆产量及经济效益分析被引量：17
- 2008年
- 为探索免耕与常规耕作下玉米和大豆的产量和经济效益，2001年秋开始在吉林省德惠市中层黑土上进行免耕、秋翻和垄作耕作方式下的不同轮作试验。试验结果表明：免耕玉米和大豆的田间作业次数比垄作、秋翻的作业次数分别减少3～6次。不同耕作方式对玉米产量的影响直到2006年才逐渐显现出来，垄作玉米年均产量最高，为10136kg·hm^-2，比产量最低的免耕玉米连作高12．3％，但几种耕作方式间玉米和大豆年均产量均无显著差异。按农业生产成本排序，玉米为秋翻〉免耕〉垄作，大豆为秋翻〉垄作〉免耕。按经济效益排序，玉米为垄作轮作〉免耕轮作〉秋翻轮作〉免耕连作〉秋翻连作，大豆为免耕轮作〉垄作轮作〉秋翻轮作。除玉米连作外，免耕不会降低作物产量，其中免耕玉米-大豆轮作可获得与常规耕作相当的玉米产量和较高的大豆产量。从生产成本和经济效益来看，免耕处理在人工和农机上的生产费用比其他处理少，且免耕轮作的经济效益明显大于秋翻，但长期效果如何还有待于进一步的试验和观测。
- 张晓平李文凤梁爱珍申艳方华军Craig F．Drury杨学明
- 关键词：玉米连作免耕常规耕作黑土
- 黑土坡耕地土壤流失形态分析--以一次降雨为例被引量：15
- 2008年
- 以东北黑土区典型漫岗坡耕地为研究对象,测定次降雨条件下整个集水盆地出口处的径流体积及其含沙量,研究侵蚀泥沙的粒径分布特征、碳氮富集度以及可溶性养分的流失状况。结果表明,研究区只有在强降雨的情况下才会在集水盆地尺度上发生水土流失现象。20.5 mm降雨条件下(2006年8月1日)径流泥沙含量为1.0～2.5 g/L,泥沙C、N富集系数分别为2.10和3.31。径流液中DOC的浓度介于2.47～3.93 mg/L之间,TN浓度介于1.61～3.28 mg/L之间,径流携带养分量在整个养分流失过程中是不可忽视的流失途径。侵蚀泥沙(未加分散剂)的团聚体组成和原土壤有很大差异,径流泥沙的流失主要是粒径为0.053 mm以下的团聚体,尤其是0.002～0.02 mm的粉粒团聚体为主。
- 申艳张晓平梁爱珍李文凤杨学明
- 关键词：黑土含沙量团聚体
